Js中的reduce，fold和unfold

fold（reduce）

说说reduce吧, 很喜欢这个函数，节省了不少代码量，而且有一些声明式的雏形了，一些常见的工具函数，flatten，deepCopy，mergeDeep等用reduce实现的很优雅简洁。reduce也称为fold，本质上就是一个折叠数组的过程，把数组中的多个值经过运算变成一个值，每次运算都会有一个函数处理，这个函数就是reduce的核心元素，称之为reducer，reducer函数是个2元函数，返回1个单值，常见的add函数就是reducer

const addReducer = (x, y) => x + y;

这个add函数就是一个reducer，最常见的用法就是结合数组的reduce方法来用

[1, 2, 3, 4, 5].reduce(addReducer, 0) // 15

为了更好的理解reduce，下面用不同的思路实现一遍这个函数

 

使用for...of

const reduce = (f, init, arr) => {
  let acc = init;
  for (const item of arr) {
    acc = f(acc, item);
  }
  return acc
}
// 执行
reduceFor(addReducer, 0, [1, 2, 3, 4, 5])  // 15

 

使用while循环

reduce = (f, init, arr) => {
  let acc = init;
  let current;
  let i = 0;
  while ((current = arr[i++])) {
    acc = f(acc, current);
  }
  return acc;
}

// 执行
reduceFor(addReducer, 0, [1, 2, 3, 4, 5])  // 15

 

更像fold的实现

上面的实现也都好理解，但好像没有体现出来折叠（fold）这个过程，折叠应该是对数组的层层挤压操作，上面的实现数组和逻辑其实是分开了，而且也引入了比较多的中间变量，虽然是在内部没有副作用吧。
其实换个思路想一下，如果把状态通过参数来传递，就可以更好的体现fold的过程，这里的参数是值是指逐渐变化的数组和计算值，并可以尽可能的做到无状态，真正纯函数的实现是没有表达式，只有语句的，这个可以用递归做到。下面的实现是用尾递归实现的reduce，可以在实现的过程中就看出数组和计算值是怎样变化的。非常符合fold这个称谓

function reduce(f, init, arr) {
  if (arr.length === 0) return init;
  const [head, ...rest] = arr;
  return reduceRecursion(f, f(init, head), rest);
}

// 执行
reduceFor(addReducer, 0, [1, 2, 3, 4, 5])  // 15

 

unfold

fold反过来就是unfold, unfold顾名思义就是根据一个反过来的reducer，来生成一系列的值。此时这个如果说原来的reducer实现类似于(a, b) -> c,那反过来就是c -> [a, b], 生成序列是一个很基本的操作，但就是这个基本的操作，也有很多实现的思路，在介绍unfold之前，看一下实现序列的其他方法，最后来做一个对比。

序列的实现

range(0, 100, 5)

期待结果

[0, 5, 10, ... 95]

 

数组实现

这个就不多说了，大家应该都知道。

range = (first, last, step) => {
  const n = (last - first) / step + 1;
  return Array.from({ length: n - 1 })
            .map((_, index) => first + index * step);
}
// 也可以使用from的第二个参数
// Array.from({ length: n }, (_, i) => first + i * step);

 

生成器实现

生成序列还有一个利器，那就是generator，生成器生成器，就是用来生成数据的。generator返回一个迭代器，也很容易生成序列

function* range(first, last, step) {
  let acc = first;
  while (acc < last) {
    yield acc;
    acc = acc + step;
  }
}
[...range(0, 100, 5)]

两者相比，generator更注重生成的过程，Array注重数据变化的过程。

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unfold实现

在实现unfold之前，首先梳理一下实现思路，和fold一样，也是用递归，且要在实现的过程中看到对应数据的变化。大体过程如下

0 -> [0, 5]
5 -> [5, 10]
10 -> [10, 15]
15 -> [15, 20]
...
90 -> [90, 95]
95 -> [95, 100]

可以看出过程恰恰是fold反过来，符合c -> [a, b]因为初始值肯定为一个数组，所以unfold只需要两个参数，实现如下。

function unfold(f, init) {
  const g = (f, next, acc) => {
    const result = f(next);
    const [head, last] = result || [];
    console.log(last);
    return result ? g(f, last, acc.concat(head)) : acc;
  };
  return g(f, init, []);
}

range = R.curry((first, last, step) =>
  unfold(next => next < last && [next, next + step], 0)
)

// 执行
range(0, 100, 5)

 

总结

以上就是结合reduce和一个生成序列的例子简单介绍了一下fold和unfold这两个在fp编程中很重要的概念，当然他们功能不只是生成序列，还有很多很强大的功能